在太空探索领域,美国星舰的推进速度着实令人惊叹。
上一次测试飞行才在五月底完成,转眼间7月就敲定了第13次飞行的具体时间,任务目标以及性能优化细节等也一并公之于众。
从目前的态势来看,此次飞行大概率不会再像以往那样多次延期,毕竟静态点火测试已然顺利完成。
近日,有美媒消息透露,星舰已成功完成静态点火测试。
在这次测试中,助推器上的33台发动机在高温环境下模拟点火,整个过程持续约25秒,且进展十分顺利,这无疑为星舰的第13次测试飞行奠定了坚实基础。
重点来了,星舰下一次飞行预计在当地时间7月16日展开,发射窗口大约90分钟。
换算成北京时间就是7月17日。
届时,星舰背后的SpaceX公司会提前开启直播,预计在发射前30分钟左右,对太空探索感兴趣的朋友不妨关注一下,最早可能在北京时间早上六点多。
此次测试飞行意义非凡,它是星舰V3的第二次飞行。
上一次试飞结束后不久,便被美国联邦航空局(FAA)强制叫停。
原因是超重型助推器在分离后直接坠入墨西哥湾,未能按照计划进行受控返航点火。
尽管没有造成人员伤亡,但这一事件仍被定性为异常事故。
如今星舰第13次飞行时间已定,说明相关整改分析工作已经完成,停飞限制得以解除。
不过,在正式发射前,发射时间仍存在变数。
就像上次试飞,都已进入倒计时阶段,却因发射塔液压锁销故障被迫中断,最终推迟到第二天才发射。
那么,星舰第13次试飞的主要测试目标是什么呢?先来说说星舰的上面级,这关乎美国未来的登月计划。
美国航天员能否重返月球表面,很大程度上取决于其升级是否顺利。
毕竟其竞争对手蓝色起源的情况不容乐观,新格伦运载火箭和唯一发射台一同被炸毁后,无人版本的蓝月亮今年能否发射都成了未知数。
星舰上面级主要有三个目标需要实现。
其一,一次性部署20颗卫星(Starlink V3);其二,重新点火猛禽发动机;其三,在受控状态下进行载入、下降操作,最终在印度洋溅落。
其中,一箭20星是一大亮点。
这是星舰首次搭载Starlink V3卫星,而且是一次性部署20颗,不再是与星链卫星尺寸、重量相近的模拟载荷。
这20颗卫星进入预定轨道后,会展开配备的太阳能电池板和通信天线,与南非地面以及整个星链星座建立通信连接。
若这一目标成功达成,星链的网络容量和用户连接速度都将得到显著提升。
要知道,在SpaceX的三大主要业务板块(太空、连接和AI)中,只有连接板块处于盈利状态,而星链正是连接板块的核心业务。
尽管猎鹰9号承担了美国航天大部分轨道发射任务,但其所创造的盈利远远无法抵消星舰研制过程中的巨大投入。
值得一提的是,此次试飞中有不少测试与隔热系统紧密相关,这是否意味着要加速推进星舰完全重复使用的目标呢?虽然星舰尚未正式服役,但此前已通过独特方式验证了一级回收能力,不过其目标是二级也能实现重复使用,最终达成星舰完全重复使用的目标。
也就是说,星舰不仅运力远超当下的猎鹰9号,而且并非部分可复用,从研制之初就以完全复用为目标。
所以,星舰第13次试飞中,多项测试围绕隔热系统展开。
例如,在星舰尾翼上增加了多块隔热瓦,对尾裙区域的隔热瓦进行了优化,还为隔热瓦增加了载荷传感器。
不同的隔热瓦安装方式可能会产生不同的飞行数据,通过载荷传感器能够测量出飞行过程中隔热瓦的受力情况。
另外,即将部署的20颗卫星中,有6颗进行了特殊改装,安装了专门用于拍摄星舰隔热罩的摄像系统。
届时,这些卫星会将星舰隔热罩的实时状态拍摄成照片传回地面,这对地面控制团队而言至关重要,因为隔热罩的性能表现直接关系到未来二级能否成功回收。
当然,上述这些重要测试都有一个前提,那就是发射过程顺利,上升飞行和级间分离时不能出现意外。
对于星舰超重型助推器来说,顺利完成这些环节是主要目标之一。
此外,返回点火也不能出问题,需要在预定落点完成着陆点火。
星舰实现二级回收的难度究竟有多大呢?美媒关注到,中国刚成功实现一子级回收。
如今,中国已成为全球第二个掌握火箭可复用技术的国家,长征十号乙是我国首枚成功回收一子级的运载火箭。
这一成就美媒也有所知晓,还表示中国创造了历史,甚至担心会挑战美国在可复用火箭领域的主导地位。
猎鹰9号一子级回收成功已过去10多年,星舰完成一级助推器回收是在2024年,但这两枚火箭目前都无法实现二级回收,归根结底是难度太大。
火箭二级回收的难度客观上比一级大得多,其载入速度可达每秒7.8千米,而一级分离速度一般只有每秒2到3千米,差距明显。
如此快的速度,必然导致热流密度大幅增加。
这也是星舰第13次试飞有多项测试与隔热罩相关的原因,因为二级载入时温度可达几千摄氏度,对热防护是极大的挑战,而火箭一级回收时只需常规防热。
此外,二级在任务结束后推进剂可能所剩无几,依靠燃料实现反推着陆不太现实,末端点火不容有失。
而且,二级回收对精度要求极高,载入时速度快,使得落区预测难度增大,着陆支架等配置在经受极端高热环境后,可靠性也可能降低。
总之,即便SpaceX在火箭一级回收技术上已较为成熟,但要在星舰上实现二级回收并非易事,难度远超当初猎鹰9号测试一级回收。
我国在选择回收路线时,首创了网系回收技术,其最大优势在于允许存在一定的落点偏差,且可通过规模化参数调整适配多种运载火箭。
星舰第13次试飞究竟能否顺利达成目标,让我们拭目以待。
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